近年来，在材料学和生物学领域，对于微纳结构的成像，例如纳米小球，亚波长光栅，蛋白质分子等等，越来越受到极大关注。而对于微纳结构的成像，需要用到高数值孔径光学显微镜。由于微纳结构以及高数值孔径显微镜有着很大的矢量特性，所以传统的基于标量的成像理论已经不再适用。因此，对整个显微镜系统的矢量成像分析显得越来越迫切。

在本次课程中，我们首先介绍基于Debye-wolf 理论，对于偶极子（Dipole source）的理想高数值孔径的矢量点扩散函数的计算（vectorial PSF）。其次，我们会根据真实的显微镜系统来对Dipole Source 成像，分析矢量点扩散函数以及双螺旋（double helix）点扩散函数, 并分析不同光学系统的相差， 例如尼康（Nikon）,奥林巴斯（Olympus）,蔡司（Zeiss）等，以及实验中遇到的非准直等误差对结果的影响。再次我们会介绍严格麦克斯韦方程组解法，傅里叶模态法，用来对微纳结构做矢量模拟。最后，我们会结合透镜系统和微纳结构，讲解一些具体的显微镜系统应用及其成像质量分析，包括阿贝成像理论的实验，紫外显微镜对光栅的观察，晶圆级光学 （Wafer Level Optics) 对准装置的模拟，共聚焦扫描显微镜 (Scanning Confocal Microscopy) 成像原理的探究，傅里叶显微镜（Fourier Microscopy）对单分子的矢量成像，单光子结构光照明显微镜（Structured Illumination Microscopy）矢量照明分析，双光子（Two-photon）结构光照明显微镜的时域聚焦（temporal focusing）特性。

基于上述真实显微镜系统应用，我们还会和学员共同利用VirtualLab Fusion完成模拟已经像差和物理原理的分析。

近年来，聚焦光束被广泛的应用于光刻，激光直写，光学显微镜，光学捕获等领域。所以研究聚焦光束本身，尤其是一些新型聚焦光束，在真实的有像差和对准问题的高数值孔径显微镜焦平面附近的性质非常重要。除此之外，研究聚焦光束在微納结构中的传播，实现对聚焦光束的整形，测量，以及光纤耦合，光刻加工等等，也显得尤为重要。但是目前在学术界还没有广泛的讨论，在工业界也几乎没有应用。

在本次课程中，我们会为大家从基本的Debye-Wolf积分开始，研究理想高数值孔径聚焦透镜焦点出的性质。其次，我们对于任意矢量光束的高数值孔径的聚焦进行研究和算法展示。 再次， 我们基于场追迹的矢量物理光学模拟真实高数值孔径，并分析不同入射场在焦点处的性质，包括能量分布和偏振分布，以及非准直的系统的影响等。最后，我们会介绍严格的麦克斯韦方程解法，傅里叶模态法，针对焦点处微納结构的严格矢量模拟，并分析聚焦光束经过微納结构后，例如小球，光栅，其能量分布以及偏振分布。

除了理论的展示，我们也准备了相关的案例，现场和学员完成模拟，现场分析聚焦光束传播通过微纳结构后的性质变化。

作为光机一体化的开发平台，可以用在光学设计过程中的每一个环节，包括最初的概念验证，整合光学设计和机械设计，对虚拟原型进行全面分析，对模型参数进行快速公差分析和优化，以及将供应商的目录集成到软件中以供加工和系统调试。它的显示窗口为3D实体显示工作平台，具备快速的光线追迹功能，并且可以同时允许63核CPU进行多线程运算及支持多节点分布式计算。另外，FRED MPC版本，支持GPU加速计算，计算速度是原来版本的100倍。

本课程主要面向FRED初学者，将主要介绍如何利用FRED进行模型的仿真与建模分析。

LASCAD基础操作培训，适用于零基础或对LASCAD感兴趣的用户，通过案例的形式进行LASCAD操作讲解，主要介绍了LASCAD在进行谐振腔设计时，通过FEA有限元分析，BPM物理光学传播，谐振腔稳定性分析，DMA动态多模分析以及调Q等操作对谐振腔进行输出功率及光束质量分析。

热成像定义为产生一个场景的可视化二维图像的过程，该图像依赖于从场景到达成像仪器孔径的热辐射或红外辐射的差异。热成像系统通常会减去背景来增强在红外场景中变化的对比度。当背景不均匀时，由于冷反射的存在，可能产生杂散信号。本课围绕一下几个内容探讨：基本辐射度量学、冷反射产生机理分析与软件仿真、光学设计与冷反射的抑制、TSE与热成像的计算。

本课程针对Macleod软件使用上需要进行二次功能扩展的客户，将展示如何编程、如何使用内部函数，实现软件功能最大化。

大视场、高分辨率机载紫外-可见光成像光谱仪对获得对流层示踪气体总量，从未监测对流层污染现象至关重要。本课程基于机载紫外-可见光成像光谱仪的特殊性和实际应用要求，提出采用面阵CCD的摆扫式成像光谱仪，能够满足大视场、宽谱段、高分辨率成像光谱仪的应用要求。本设计光谱仪的波长范围为200-500nm,光谱成像系统采用分波段分系统的方式独立进行光谱成像，200-310、310-500nm采用CT光栅光谱仪成像。

许多激光系统包含一个空间滤波器，来“清除”由散射或不想要的高阶模引起的高频噪声，以产生准直、单模的高斯光束。一般来说，一个透镜使光束聚焦到一个小孔上，然后再经过第二个透镜准直。由于透镜的傅里叶变换特性，在小孔平面上的光束轮廓是初始光束的傅里叶变换。小孔略去了边缘处的高频噪声，然后让低频高斯光束以高的百分比（98-99%）通过。在FRED中模拟该过程涉及了一些技术，这些技术与使用复合光线追迹的相干光束的建模和传播有关。课程通过详细的步骤准确地在FRED中模拟空间滤波器，并重点描述了过程中一些有用的功能和技巧。

GLAD是物理光学仿真领域的代表性软件之一，具备光束在任意光学系统的传输模拟能力、激光谐振腔的分析能力、光波导的建模和传输分析能力、光学系统的偏振分析能力、泵浦分析能力以及各种非线性光学领域的仿真、分析能力。

Optiwave系列产品介绍：OptiSystem——集现代光学网络传输层光链图的设计、测试和建模于一体的综合软件设计组件。OptiSPICE——光电一体化回路设计软件。OptiGrating——专门用于模拟光纤光栅（FBG）以及光波导光栅。OptiFiber——专门用于各类轴对称光纤的设计。OptiFDTD——专门针对于微光元器件设计的有限差分时域算法软件。OptiBPM——专门用于光波导设计的仿真软件。

Optiwave作为世界知名的光通信及元器件设计软件供应商，其客户遍布大学、研究所以及世界五百强企业。OptiSystem——集现代光学网络传输层光链图的设计、测试和建模于一体的综合软件设计组件。能够帮助用户从LAN，SAN，MAN到超长距传输，完成光网络宽光谱传输层任意类型的光链路的设计、测试和模拟。本课程主要面向初学者，旨在让刚接触到这款软件的学员能够快速掌握软件要领，能够独立使用软件。

本课程以基础操作培训为主，主要针对对光波导建模和分析感兴趣的用户，通过构建各类光波导模型或者编写各种光波导模拟，使用光束传输方法来分析光波导结构内的光场分布或者耦合效率等。

本课程主要介绍如何使用几何光学整形方法和物理光学整形方法（IFTA）来进行光束整形器的设计和优化，其中包含整形原理的介绍、评价函数的定义及应用以及后续的结构设计和公差分析等。

要求有FRED软件基础或参加过FRED MPC基础操作线上课程。课程内容：调用EXCEL进行公差分析、调用Matlab实现快速计算、批处理、PST自动计算、热辐射系数计算、复合散射模型的建立（纹理、黑漆、颗粒污染）、一键鬼像分析、偏振散射、3片式5X无焦望远镜顶点与孔径大小的迅速确定、人眼屈光度及光瞳调节、CAD模型表面位置的快速确认。

FRED拥有强大的建模仿真功能，拥有3D的窗口显示，具备快速的光线追迹功能，并且可以同时允许63核CPU进行多线程运算及支持多节点分布式计算。另外，FRED MPC版本支持GPU加速计算，计算速度是原来版本的100倍。

本次课程采用FRED最新版本, 主要面向FRED初学者，希望从《光学工程仿真软件FRED速成》这本书籍中的范例出发，通过案例重现和分析，学习使用FRED进行光学系统的建模，仿真及优化。

本课程以操作培训为主，主要针对已有一定使用经验的VirtualLab Fusion 用户，通过构建各类光学系统，如混合成像系统、光束整形系统、干涉测量系统以及激光传输系统等，来掌握VirtualLab Fusion内的建模和仿真方法，并基于软件提供的各种评价函数对系统进行分析和优化，同时，课程中也会包含跨平台仿真以及简单的编程应用培训。

干涉系统被广泛的应用于光学测量和光学检测等领域。对这类系统工作的原理的讨论必须要结合物理光学的知识，如光的电磁场表示、光的波动性、光场的叠加等。作为基于物理光学的光学模拟软件，用户在VirtualLab Fusion中可以精确地实现针对不同物理光学效应的快速仿真。本课程将选取几种典型的干涉系统在VirtualLab Fusion中完成建模和分析。通过对模拟参数的改变，我们将分析讨论干涉的产生原理和条件。

增强现实和混合现实(AR&MR)设备作为全新的头戴式显示概念，具有巨大的市场需求和潜力。其中一种典型的AR&MR设备是基于光栅波导结构。作为基于物理光学的光学模拟软件，VIrtualLab Fusion可以独立的完成对这类AR&MR系统的完整建模和分析。此外，VIrtualLab Fusion也向用户提供了对于光栅波导型AR&MR系统的设计策略和相应的软件功能。

本课程将使用一款创新的光通讯系统模拟软件包，兼容微软的windows操作系统（包括windows 7，8，8.1,Vista和XP），可以在32位和64位系统下运行,它集设计、测试和仿真各种类型宽带光网络物理层的电光信号调制/解调、编码/解码、传输、交换、接入、光纤无线融合通信等功能于一身，能对高速长距离通讯系统、宽带接入网络、大容量光分组交换系统和光纤无线融合通信系统进行有效且可靠的数值模拟仿真和系统级设计。该软件基于实际光纤通讯系统应用模型开发了系统级模拟器，并具有强大的模拟真实环境和真实应用的能力，其性能可以通过丰富的用户光电子器件库和完整的交互式操作界面进行扩展，从而为严谨的理论解析和后期的实验验证提供强有力的参考。该软件还有极其丰富的有源和无源光子器件库和各类型电子器件库，并包含各类型数字信号处理（DSP）模块，其拥有的参数扫描和优化功能允许用户研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。该软件是根据通信系统和通信网络设计人员、光通信和无线通信工程师、相关科研人员的实际需求而设计开发的，因此它具有最贴近真实应用的数值模拟仿真功能。

1.了解测量误差的分裂以及数据处理的方法；了解目视仪器的对准与调焦误差以及光学测量基本部件的工作原理；了解光学玻璃主要光学性能参数测量的方法；了解光学零部件的基本量的测量方法；了解光学系统基本特性参量的测量方法；了解光学系统像质检验与评价、光学系统杂光与透射比的检测以及光学传递函数测量的基本方法。
2.理解各种测量方法的测量原理以及误差的来源。
3.掌握对准与调焦的含义以及常见观测系统的对准与调焦误差求取；掌握平行光管的调校方法及精度分析；能够对各种测量方法进行精度分析。